DNA是主要的遗传物质(公开课)

课题目标1、分析“肺炎双球菌的转化实验”的原理和过程，得出相应的结论2、分析“噬菌体侵染细菌的实验”的原理和过程，得出相应的结论3、说出“烟草花叶病毒的感染实验”的原理和过程，得出相应的结论4、概述人类对遗传物质的探索过程，并得出“DNA是主要的遗传物质”结论知识背景——对遗传物质的早期推测

20世纪20年代，人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。各种氨基酸可以按照不同的方式排列，形成不同的蛋白质。这就使人们很自然地想到，氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。当时对于其他生物大分子的研究，还没有发现与此类似的结构特点。因此，当时大多数科学家认为，蛋白质是生物体的遗传物质。到了20世纪30年代，通过对DNA的研究，人们逐渐意识到DNA的重要性，但是由于对DNA分子的结构没有清晰的了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。一、肺炎双球菌的转化实验实验材料：肺炎双球菌〔R型、S型〕类型菌落荚膜毒性R型细菌S型细菌R型S型粗糙(rough)无荚膜无毒光滑(smooth)有荚膜有毒1、体内转化实验〔英·格里菲思〕P53---54〔1〕实验过程和结果〔2〕实验结论：在S型菌中存在某种促成这一转化的活性物质—转化因子.转化因子究竟是什么物质呢？2、体外转化实验〔美·艾弗里等〕P54DNA是转化因子，即DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质。设法把DNA和蛋白质等分开,单独地、直接地去观察它们的作用。〔1〕实验思路〔2〕实验过程和结果〔3〕实验结论：深化拓展一：肺炎双球菌转化实验的理解外源DNA与受体细胞DNA之间的重组〔基因重组〕，使受体细胞获得了新的遗传信息。3、两实验的联系：在一定温度范围内，加热不会导致DNA变性。2、转化：转化因子转化的实质：转化的效率与DNA纯度关系1、加热：材料、实验原那么、关系二、噬菌体侵染细菌的实验〔赫尔希和蔡斯〕P553、实验材料：T2噬菌体2、实验方法：同位素标记〔示踪〕法蛋白质的组成元素：DNA的组成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P〔标记32P〕〔标记35S〕SP1、实验思路：同前4、实验过程及结果：5、实验结论：DNA是遗传物质

搅拌、离心；用未标记的大肠杆菌培养标记的T2噬菌体；用35S和32P分别标记T2噬菌体；放射性检测深化拓展二：噬菌体侵染细菌实验的理解1、实验结论：不能证明蛋白质不是遗传物质；间接证明：〔1〕DNA能够自我复制，使前后代保持一定的连续性，维持遗传性状的稳定性；〔2〕DNA控制蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程和性状。2、同位素标记法的应用深化拓展三：两个经典实验的比较1、相同实验思路：设法将DNA和其他物质分开，单独地，直接地研究各自是否具有遗传功能2、都遵循相同的实验设计原那么—对照原那么3、处理的方法不同：直接别离和同位素标记法4、实验结论的细微差异烟草花叶病毒〔TMA〕、车前草病毒〔HRV〕流感病、脑炎病毒、新城鸡瘟病毒、人类免疫缺陷病毒〔HIV〕等均无DNA，主要成分是蛋白质和RNA。小资料研究发现烟草花叶病毒〔简称TMV〕的化学组成是蛋白质和RNA，它能使烟草感染而发生花叶病。参照“肺炎球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”的设计思路，设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质是什么。实验步骤：预期结果：相应结论：实验假设：RNA是遗传物质2、分别用它的蛋白质和RNA侵染烟草，观察其是否发生花叶病烟草花叶病毒的RNA能烟草能使用烟草发生花叶病，而蛋白质不能1、将烟草花叶病毒的RNA和蛋白质分开烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。〔说明：科学家的实验结果和结论正是如此。〕生物有细胞结构无细胞结构真核生物〔含DNA、RNA〕原核生物〔含DNA、RNA〕病毒DNA病毒RNA病毒遗传物质是RNA遗传物质是DNA因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此———DNA是主要的遗传物质。本节聚焦科学家是怎样证明DNA是遗传物质的？为什么说DNA是主要的遗传物质？1928年格里菲思提出S型肺炎球菌含有使R型肺炎球菌转化的因子1944年艾弗里等人证明了转化因子(遗传物质)是DNA1952年赫尔希和蔡斯进一步证明遗传物质是DNA1956年格勒和施拉姆证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNADNA是主要的遗传物质再见①②③④

多糖脂类蛋白质RNADNADNA+DNA酶分别与R型活细菌混合培养RRRRR

S

RS型活细菌

R

S艾弗里确定转化因子的实验

实验证明，转化率与供体菌细胞的DNA纯度有关，DNA越纯，转化率也就越高。

转化的实质噬菌体的增殖：吸附注入合成组装释放思考：如何标记？1、标记细菌

A细菌+含35S的培养基→含35S的细菌B细菌+含32P的培养基→含32P的细菌2、标记噬菌体

a噬菌体+含35S的细菌→含35S的噬菌体b噬菌体+含3